氮氣加速

氮氣加速

氮氣加速系統(NOS)是由美國HOLLEY公司開發的產品。在目前世界直線加速賽中,為了在瞬間提高發動機功率,利用的液態氮氧化物系統正是NOS。

其實,早在二次世界大戰期間德國空軍已開始使用NOS,戰爭結束後才逐漸被用於民用汽車的直線加速賽事中。

基本介紹

  • 中文名:氮氣加速
  • 外文名:NOS
  • 發明國:美國
  • 所屬公司:HOLLEY
  • 使用時間:二次世界大戰期間
  • 原料:N2O
工作原理,主要形式,氮氣特點,裝置特點,

工作原理

NOS(氮氣加速系統)的工作原理是把N2O(一氧化二氮,俗稱"笑氣"【LAUGHGAS】)形成高壓的液態後裝入鋼瓶中,然後在發動機內與空氣一道充當助燃劑與燃料混合燃燒(N2O可放出氧氣和氮氣,其中氧氣就是關鍵的助燃氣體,而氮氣又可協助降溫),N2O高溫時產生兩個氮原子一個氧原子,氧原子助燃,氮原子給氣缸降溫。以此增加燃料燃燒的完整度,提升動力。
由於NOS提供了額外的助燃氧氣,所以安裝NOS後還要相應增加噴油量與之配合。正所謂“要想馬兒跑得快,就要馬兒多吃草”,燃料就是發動機的草,這樣發動機 的動力才得到進一步的提升。
NOS 與渦輪增壓和機械增壓一樣,都是為了增加混合氣中的氧氣含量,提升燃燒效率從而增加功率輸出,不同的是NOS是直接利用氧化物,而增壓則是通過外力增加空氣密度來達到目的的。也許有人會問為什麼不直接使用氧氣而用N2O呢?那是因為用氧氣難以控制發動機的穩定性(高溫和爆發力)。
儲存N2O的專用儲氣罐淨重約6.7kg,充滿N2O後約11kg。按照每次使用1min來算(專家建議NOS系統每次使用時間不可超過1min,一瓶氣可以用3538次左右。
根據一輛夏利2000的實際使用情況,其1.342L的8A發動機加裝NOS後,其0~100km/h加速時間減少了23%,而功率提升了21kw。

主要形式

NOS是以一氧化二氮灌入引擎後提升爆發力,因此在改裝NOS時至少必須包含以下幾項硬體,分別是氣瓶、噴嘴、電磁閥以及啟動開關。
氮氣加速
氣瓶就是填充一氧化二氮的鋼製容器,除了外觀尺寸上的分別,亦有空重、總重以及瓶內壓力等規格;噴嘴如同引擎供油系統中的噴油嘴,噴嘴口徑越大,噴出的氣體量就越多,對於馬力的助益也相對越大;電磁閥是控制噴嘴作動的重要組件,因為NOS的噴射原理是利用瓶內壓力將氣體灌入引擎,因此在氣瓶和噴嘴之間必須裝設一個控制器,以控制氣體的噴射與否;啟動開關則是提供指令讓電磁閥作動的重要部件,一般大多裝設在油門踏板正下方,或是節氣門拉線的末端位置,不過也有利用節氣門電壓以感測油門開度,讓駕駛者在油門全開之際一併啟動NOS。
不過除了上述四項主要結構,其實在NOS系統中,除了氣瓶本身的開關外,還必須另外裝設一或二道安全開關,否則長時間使用NOS會導致燃燒室壓力過大,溫度也會急劇升高,所以一般通常是將NOS視作"最後階段",或是在"重要關頭"才使用。因而,使NOS平時處於關閉狀態的安全開關就顯得格外重要。
基於安全性的考量,一般建議最好不要連續使用超過1分鐘,以免引擎承受過大負荷而受損。除此之外,噴嘴的裝設位置和電磁閥的控制精準性也不容忽視。噴嘴的位置會影響氣體流速和霧化效果,所以一般多半裝設在距離節氣門15—30cm處;電磁閥的精準性則相當重要,因為NOS必須在節氣門全開的狀態下噴射,如果在節氣門開啟角度不足或是已經關閉時繼續供給,將造成一氧化二氮逆流,嚴重者甚至會出現回火現象,這時候流量計或空氣芯就很容易損壞。關於NOS的改裝形式,基本上可以大分為"乾式",與"濕式"兩種,乾式是指單純噴射氣體,濕式則是除了氣體之外還包括了燃油,因此濕式系統所使用的噴嘴通常為"丫"字形設計,也就是將一氧化二氮與燃油同時噴入燃燒室。就改裝效果來說,比干式系統更能精準控制油氣混合比,因此也可以使用大流量噴嘴,馬力的提升幅度也更大。
NOSNOS
除了乾式和濕式之外,依照噴嘴裝設的位置,NOS還可以分成單點與多點兩種噴射形式。單點所指的是噴嘴裝設在節氣門前方的進氣管路上,國內改裝店家多半是採取這種方式;多點則是由數個噴嘴所構成,位置多半是裝設在進氣歧管上,也就是針對每隻歧管個別加裝上獨立的噴嘴,多點直噴式在美國Drag職業賽車上相當常見,改裝效果也比起單點形式更為優異,不過由於歧管必須鑽孔加工,而且作動時引擎會承受極大負荷,也更容易造成缸內部品的傷害,因此較少用在一般道路版的NOS改裝上。

氮氣特點

氮氣,是一種常溫下化學性質不活潑、物理性質可以高壓縮、溶解度很小的氣體。因為高壓縮,所以他的膨脹度也很高,所以被採用為汽車的瞬間加速器,在改裝選用是也有很高的要求,不是什麼車都可以用的,對於普通鍛造的活塞和缸等在氮氣的促使下熱膨脹高速運行,由於很多引擎在設計沒估計到會有如此高速和膨脹度,引擎寬容度很有限會出現活塞和缸壁刮傷、硬頂脹(冷縮後造成密封問題)、燒缸(機油膜破裂)等情況,嚴重還會頂缸自爆。

裝置特點

化學式N2O,常溫下是一種無色不燃氣體,有一種令人歡愉的淡淡的甜味。因其具有麻醉和止痛效果套用於外科和牙科。俗稱“笑氣”,在發動機上用作氧化劑來增加發動機的輸出功率。熔點-90.86 °C,沸點-88.48 °C,標準氣體狀態下密度1.8 kg/m3,壓縮液體密度為1222.8 kg/m3,摩爾質量44.0128 g/mol,受熱分解出氧氣,可以提供給汽缸更多的氧氣,以達到更佳的油氣混合比,使燃油更有效率。並藉此使車輛更快的提高速度,和渦輪增壓的原理相同,但是比渦輪更猛烈。當然對汽缸的損耗也更高,甚至在使用時有可能造成汽缸的永久損壞。

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